1. Pomiar   rozkładu   napięcia   na   łańcuchu   izolatorów   wiszą-

cych

Gdy   mamy   do   czynienia   z   napięciami   powyżej   30   kV,   to

izolacja   linii   napowietrznych   może   być   wykonana   z  szeregowo

połączonych izolatorów. Używa się różnych izolatorów:

 kołpakowe

→

 dwukołpakowe

→

 pełnopniowe

→

Ilość izolatorów zależy od  wysokości napięcia roboczego

linii oraz napięcia znamionowego izolatorów.

Jeśli użyjemy  izolatory kołpakowe, to musimy liczyć się z

dużą nierównomiernością rozkładu napięcia na poszczególnych

izolatorach wzdłuż łańcucha.

Cóż   z   tego,   że   pojemności   izolatorów   kołpakowych   są   takie   same,   jak  prądy

pojemnościowe płynące przez poszczególne izolatory łańcucha są różne. Dlaczego? Ano

bo   istnieją  sprzężenia   pojemnościowe  okuć   izolatorów   z   ziemią   oraz   sprzężeń   z

przewodem   roboczym.   Przez   izolator   położony   najbliżej   przewodu   płynie  największy

prąd pojemnościowy, spadek napięcia na tym izolatorze w najgorszym przypadku może

przekroczyć 20% napięcia U przyłożonego do całego łańcucha.

W idealnym przypadku (gdy C

z

 = 0 i C

p

 = 0) byłoby to napięcie U/n (gdzie n – liczba

izolatorów). 

Istnienie   sprzężenia   pojemnościowego   C

p

  z   przewodem   powoduje,   że   spadek

napięcia na izolatorze połączonym z uziemioną poprzeczką słupa może być nieco wyższy

od U/n.

1

2. Badanie odgromników zaworowych

Izolację urządzeń rozdzielczych chroni się przed  przepięciami atmosferycznymi

poprzez np. odgromniki wydmuchowe oraz odgromniki zaworowe. 

Odgromniki zaworowe cechują się tym, że lepiej gaszą łuk i gwarantują stabilność

napięcia zadziałania. Idea działania odgromnika zaworowego polega na odprowadzeniu

do   ziemi   prądów   pochodzących   od   przepięć   i   ograniczeniu   prądów   następczych

pochodzących od napięcia roboczego linii.

Odgromnik   zaworowy   składa   się   z   iskiernika   (który   załącza   urządzenie,   gdy

przekroczone zostanie napięcie zadziałania) oraz stosu zmiennooporowego (ogranicza

prąd po zaniku przepięcia). 

Zadaniem   iskiernika   jest   zamknięcie   obwodu   między   linią   a   ziemią   dla   prądu

udarowego,   a   potem   zgaszenie   powstałego   łuku   zwarciowego   podtrzymywanego

prądem   następczym.   Iskiernik   taki   wykonuje   się   zwykle   jako  wieloprzerwowy,   w

szeregowym   układzie płaskich elektrod. Taki  iskiernik ma dobre warunki   do gaszenia

łuku, bo łuk podzielony jest na krótkie odcinki i przez to jest dobrze chłodzony przez

powierzchnie elektrod.

Istotne jest opóźnienie zapłonu iskiernika przy stromo narastających napięciach

udarowych.   Wynika   ono   z   tzw.   opóźnienia   przypadkowego   (zależnego   od   losowego

charakteru pojawiania się pierwszego elektronu potrzebnego do zainicjowania lawiny i

wyładowania).   Opóźnienie   to   można   zmniejszyć   przez   podświetlanie   przerwy

międzyelektrodowej promieniowaniem UV z wyładowań niezupełnych. Te wyładowania

powstają na elektrodach iskiernika dzięki odpowiedniemu kształtowi elektrod w miejscu

ich   podparcia.   Podświetlanie   elektrod   zwiększa   szybkość   i   powtarzalność   napięcia

zadziałania iskiernika.

W odgromnikach przygotowanych do pracy przy WN, gdy iskierniki składają się z

kilkudziesięciu   przerw,   dodatkowo   stosuje   się   sterowanie   rezystancyjne   lub

pojemnościowe, służące do wyrównywania rozkładu napięcia wzdłuż kolumny iskiernika.

Stos   zmiennooporowy   składa   się   z   elementów   warystorowych,   wykonanych   z

węglika krzemu lub tlenku cynku. W odgromnikach wykorzystujących warystory z tlenku

cynku rezygnuje się ze stosowania iskiernika, bo ten materiał ma sam w sobie korzystne

właściwości   zaworowe.   Zadaniem   stosu   oporowego   odgromnika   jest   kontrolowane

obniżenie   przepięcia   przy   udarowym   prądzie   wyładowczym   i   ograniczenie   prądu

następczego po zaniku przepięcia.

2

Ograniczenie   prądu   następczego   o   stosunkowo   niewielkiej   wartości   wymaga

dużej  rezystancji  stosu   oporowego,   zaś   ograniczenie   przepięcia   przy   dużym   prądzie

udarowym   wymaga   jego   niskiej   rezystancji.   Wymogi   te   spełniają   materiały   o

własnościach warystyrowych. Powszechnie stosuje się tu węglik krzemu.

Dla   zapewnienia   warunków   ochrony   przepięciowej   odgromnik   musi   spełniać

warunki:

 statyczne napięcie zapłonu 1,7U

→

N

 < U

SZ

 < 2,8U

N

 napięcie gaszenia U

→

g

 ≤ 1,2U

N

 napięcie obniżone U

→

o

 ≤ 3,5U

N

W trakcie eksploatacji odgromników istnieje możliwość wystąpienia uszkodzeń:

  nieszczelność   obudowy   powodująca   zawilgocenie   i   zmianę   statycznego   napięcia

→
zapłonu

  uszkodzenie   powierzchni   iskierników   w   wyniku   wielokrotnego   zadziałania,

→
wpływającym na zmianę napięcia zapłonu

 uszkodzenie obudowy izolacyjnej

→

 zmiana własności stosu oporowego

→

Zakres badań profilaktycznych:

1. Oględziny stanu zewnętrznego – sprawdzenie obudowy, przewodów uziemiających,

stopnia obluzowania okuć, sprawdzenie rejestratora zadziałań.

2. Pomiar statycznego napięcia zapłonu.

3.   Pomiar   prądu   upływu   przy   napięciu   stałym   0,75U

N

.   Prąd   upływu   nie   powinien

przekraczać:

 dla odgromników z iskiernikami sterowanymi pojemnościowo I

→

u

 ≤ 2 μA

 dla odgromników z iskiernikami sterowanymi rezystancyjnie prąd upływu nie powinien

→
przekraczać 25% wartości podanej przez producenta. Wartość tego prądu to 20-50 μA.

3

3. Pomiar stratności dielektrycznej. Mostek Scheringa

Energia strat dielektrycznch to energia rozpraszana w dielektryku. Źródłem tej

energii jest pole elektryczne działające na dielektryk. Energia strat wydziela się w postaci

ciepła i ogrzewa dielektryk. 

Gdy działa napięcie stałe, to straty wyznaczane są przez  prąd przewodzenia I

p

oraz rezystancję dielektryka R

p

. Moc zamieniona na ciepło to:

Jednak gdy mamy napięcie przemienne, to obok strat przewodzenia pojawią się

jeszcze straty polaryzacyjne i jonizacyjne.

Polaryzacja   dielektryka  –   zjawisko   polegające   na   tworzeniu   dipoli

1

elektrycznych   lub

orientacji już istniejących dipoli w reakcji na przyłożone pole elektryczne. W wyniku tej

polaryzacji   powstaje   w   dielektryku   wewnętrzne   pole   magnetyczne,   które   częściowo

równoważy   przyłożone   zewnętrzne   pole.   Objawia   się   to   zwiększeniem   pojemności

kondensatora wypełnionego dielektrykiem. 

Straty polaryzacyjne są związane z występowaniem polaryzacji dielektryka pod wpływem

zmian pola elektrycznego, ich wartość zależy od m.in. częstotliwości napięcia.

Straty   jonizacyjne   mogą   wystąpić   w   dielektrykach   uwarstwionych   zawierających

wtrącenia   gazowe.   Przy   odpowiednio   wysokim   napięciu   przyłożonym   do   dielektryka

może dojść do jonizacji gazu we wtrącinach i powstania wyładowań niezupełnych. 

1

Dipol – układ 2 różnoimiennych (czyli + i -, - i +) ładunków lub biegunów magnetycznych.

4

P=I

p

2

R

p

5

C

1

=

C

x

=

C

2

R

4

R

3